物理化学2习题与例题
物理化学Ⅱ练习题期末复习题
物理化学Ⅱ练习题1. 298 K某非离子表面活性剂溶液浓度为0.2 mol²m-3，用机械铲从表面上撇去非常薄的表层，测得表面层中表面活性剂物质的吸附量为3³10-6 mol²m-2。
已知298 K纯水的r* =72³10-3 N²m-1 ，假设稀浓度范围内溶液的表面张力与溶液浓度呈线性关系，试计算该溶液的表面张力r。
2. 25 ℃半径为1 μm的水滴与蒸气达到平衡，试求水滴的内外压力差及水滴的饱和蒸气压。
已知25 ℃时水的表面张力为71.97³10-3 N²m-1，体积质量(密度)为0.9971 g²cm-3，蒸气压为3.168 kPa，摩尔质量为18.02 g²mol-1。
3. 273K时，用活性炭吸附CHCl3气体，饱和吸附量为93.8 dm3²kg-1，若CHCl3的分压为6.6672 kPa，其平衡吸附量为73.58 dm3²kg-1，(1) 计算朗缪尔吸附等温式的b值；(2) CHCl3的分压为13.375 kPa 时，平衡吸附量为多少？4. 已知在298K时, 平面上的饱和蒸气压为3167Pa, 请计算在相同温度下半径为2nm 的水滴表面的蒸气压为若干? 设水的摩尔质量为18.016kg⋅ mol-1, 密度为1⨯ 103 kg⋅ m- 3, 水的表面张力为0.0719 N⋅ m-1。
5. 原电池Cd︱Cd2+{ a (Cd2+) = 0.01 }‖Cl- { a ( Cl- ) = 0.5}︱Cl2{ g，100kPa}︱Pt已知：298K时，E {Cl2(g)︱Cl- }=1.3579V, E{Cd2+︱Cd}= - 0.4032V。
(1)写出电极反应和电池反应；(2)计算原电池在298K时的电动势E；(3) 计算电池反应的摩尔吉布斯函数变△r G m及标准平衡常数6. 298K时，原电池Pt︱H2 (g，100kPa )︱HCl ( b = 0.1 mol²kg-1 )︱Cl2 (g，100 kPa )︱Pt 电动势为1.4881 V，计算HCl溶液中HCl的平均离子活度因子。
物理化学习题2-热力学第二定律
物理化学测验（二）2003-04-12一、填空题。
在题中“____”处填上答案。
1、(本小题1分)公式的适用条件是 ， 。
2、(本小题1分)理想气体节流膨胀时， 0。
（选填 >，=，<） 3、(本小题2分)按系统与环境之间物质及能量的传递情况，系统可分为 系统、 系统、 系统。
4、(本小题2分)已知∆f H (FeO , s , 298 K) =－226.5 kJ ·mol -1； ∆f H (CO 2 , g , 298 K) =－393.51 kJ ·mol -1； ∆f H (Fe 2O 3 , s , 298 K) =－821.32 kJ ·mol -1； ∆f H (CO , g , 298 K) =－110.54 kJ ·mol -1；则 Fe 2O 3(s) + CO(g) == 2FeO(s) + CO 2(g)反应的∆r H (298 K) = 。
5、(本小题2分)某气体的C p ,m = 29.16 J ·K -1·mol -1，1 mol 该气体在等压下，温度由20℃变为10℃，则其熵变∆S = 。
6、(本小题2分)绝热不可逆膨胀过程系统的∆S 0，绝热不可逆压缩过程系统的∆S 0。
（选填 >，< 或 = ）7、(本小题5分)5 mol 某理想气体由27℃，10 kPa 恒温可逆压缩到100 kPa ，则该过程的∆U = ，∆H = ，Q = ，∆S = 。
8、(本小题2分)公式∆A=W’的适用条件是 ， 。
9、(本小题2分)1 mol 理想气体在绝热条件下向真空膨胀至体积变为原体积的10倍，则此过程的∆S = 。
10、(本小题2分)一绝热气缸带有一无磨擦无质量的活塞，内装理想气体，气缸内壁绕有电阻为R 的电阻丝，以电流I 通电加热，气体慢慢膨胀，这是一个 过程，当通电时间t 后，∆H = 。
物理化学第二章作业及答案
第二章多相多组分系统热力学2007-4-24§2.1 均相多组分系统热力学 练习1 水溶液(1代表溶剂水，２代表溶质)的体积V 是质量摩尔浓度b 2的函数，若 V = A +B b 2+C (b 2)2(1)试列式表示V 1和V 2与b 的关系；答： b2: 1kg 溶剂中含溶质的物质的量， b 2=n 2, 112222,,,,2T P n T P n V V V B cb n b ⎛⎫⎛⎫∂∂===+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ ∵ V=n 1V 1+n 2V 2( 偏摩尔量的集合公式)∴ V 1=(1/n 1)(V-n 2V 2)= (1/n 1)( V-b 2V 2)= (1/n 1)(A+Bb 2+c(b 2)2-Bb 2-2cb 2)= (1/n 1)[A-c(b 2)2] (2)说明A ,B , A/n 1 的物理意义；由V = A +B b 2+C (b 2)2 ， V=A;A: b 2→0, 纯溶剂的体积，即1kg 溶剂的体积B; V 2=B+2cb 2, b 2→0, 无限稀释溶液中溶质的偏摩尔体积A/n 1：V 1= (1/n 1)[A-c(b 2)2]，∵b 2→0，V = A +B b 2+C (b 2)2, 纯溶剂的体积为A, ∴A/n 1 为溶剂的摩尔体积。
(3)溶液浓度增大时V 1和V 2将如何变化?由V 1，V 2 的表达式可知， b 2 增大，V 2 也增加，V 1降低。
2哪个偏微商既是化学势又是偏摩尔量?哪些偏微商称为化学势但不是偏摩尔量? 答： 偏摩尔量定义为,,c B B T P n Z Z n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭所以,,c B B T P n G G n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,c B B T P n H H n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cBB T P n F F n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cB B T P n U U n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 化学势定义为：,,c B B T P n G n μ⎛⎫∂=⎪∂⎝⎭= ,,c B T V n F n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,c B S V n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,cB S P n H n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 可见，偏摩尔Gibbs 自由能既是偏摩尔量又是化学势。
物理化学 答案 第二章_习题解答
nO2 、 nN2 、 nAr ，收集得到的干燥空气中各气体的物质的量为 nO′ 2 、 n′N2 、 nA′ r ，空气组成
为 78%N2，21%O2 和 0.94%Ar。
依据亨利定律对 1.0kg H2O 有：pB = kB nB
= 0.017
2-6 20℃下 HCl 溶于苯中达平衡，气相中的 HCl 的分压为 101.325kPa 时，溶液中
HCl 摩尔分数为 0.0425，已知 20℃时苯的饱和蒸气压为 10.0kPa。若 20℃时 HCl 和苯蒸气
总压为 101.325kPa，求 100 克苯中溶解多少克 HCl。
解：令 A 为苯，B 为 HCl。
mol·dm3 = 0.547mol·dm-3
bB
=
nB mA
=
wB M (1 − wB )
=
0.095 0.18 × (1 − 0.095)
mol·kg-1 = 0.583mol·kg-1
2-4 若将 25℃、101.325KPa 纯理想气体的状态定为气体的标准状态，则氧气的标准
熵 S1O =205.03J·K-1·mol-1，现改为 25℃、100Kpa 的纯理想气体作为气体的标准态，氧气
=
pA p
=
p
* A
x
A
p
=
91.19kPa × 1 3
50.663kPa
= 0.6
5
yB = 1 - yA = 0.4 2-10 苯和甲苯在 293.15K 时的蒸气压分别为 9.958 和 2.973kPa，今以等质量的苯和 甲苯在 293.15K 时相混合，试求（1）苯和甲苯的分压；（2）液面上蒸气的总压力（设混 合物为理想溶液）。
物理化学02章_热力学第二定律02
S体系
Qr Qsurr Qsys Q Δ S环 = = = Tsurr Tsurr Tsurr T
Δ S 总 =Δ S 体 + Δ S 环 ≥ 0
上一讲回顾
(1) 熵变的计算： 可逆过程，直接计算过程的热温商 不可逆过程，设计可逆过程计算。 (2) 等温过程,变温过程及相变过程熵变的计算 (3) 利用熵变判断过程的方向
a）恒 T 可逆 b）恒 T 不可逆 V2 V2 V2 Δ S 总 = nRTLn +(-nRLn ） Δ S 总 = nRTLn + 0 V1 V1 V1
= 0
V2 = nRTLn > 0 V1
等温过程的熵变
例： 1mol理想气体在等温下通过：(1)可逆膨胀，(2)真 空膨胀，体积增加到10倍，分别求其熵变。 解：（1）可逆膨胀
简化：
V2 P2 等 T：Δ S= nRLn =- nRLn V1 P1 T2 等 P：Δ S= CP Ln T1
T2 等 V：Δ S= CV Ln T1
变温过程的熵变
1. 先等温后等容 2. 先等温后等压 3. 先等压后等容
T2 nCV ,m dT V2 S nR ln( ) T1 V1 T T2 nC p ,m dT p1 S nR ln( ) T1 p2 T V2 p2 S nC p ,m ln( ) nCV ,m ln( ) V1 p1
S T
T2
1
nCV ,m dT T
(2) 物质的量一定的等压变温过程
S T
T2
1
nC p ,m dT T
等 P 过程：
W`=0， QP = dH = CPdT = QR
QR QP C P dT dS = = = T T T CP S )P 或 ( T T
第二章 物理化学习题及答案
习题1. 1 mol H 2 于 298.2K 时、由 101.3 kPa 等温可逆压缩到608.0 kPa ，求Q 、W 、△U 、△H 、△S 。
2. 5mol 理想气体，在300K 时，分别经历下列两个过程由10L 膨胀到100L 。
（1）等温可逆膨胀；（2）等温向真空膨胀，分别求两过程的△S 系统和△S 孤立。
3. 10g 0℃ 的冰加到50g 40℃水中，设热量没有其他损失，求上述过程的△S 为多少？已知冰的熔化热△m H ＝333.5J·g -1，水的比热为C p ＝4.184 J·g -1·K -1。
4. 在298 K 、100 kPa 下，1mol 过冷水蒸汽变为298 K 、100 kPa 的液态水，求此过程的ΔS 。
已知298K 水的饱和蒸气压为3.1674 kPa,汽化热为2217 kJ·kg -1。
5. 画出理想气体系统从同一始态A 出发的下列各线。
（1）等温可逆膨胀 （2）绝热可逆膨胀 （3）绝热不可逆膨胀 （4）等温可逆压缩 （5）绝热可逆压缩 （6）绝热不可逆压缩6. 1 mol 0℃、0.2 MPa 的理想气体沿着p/V ＝常数的可逆途径到达压力为0.4 MPa 的终态。
已知C V ，m ＝5R/2，求过程的Q 、W 、△U 、△H 、△S 。
7. 2 mol 单原子理想气体始态为273 K 、100 kPa ，分别经历下列可逆变化：（1）恒温下压力加倍；（2）恒压下体积加倍；（3）绝热可逆膨胀至压力减少1倍；（4）绝热不可逆反抗恒外压50 kPa 膨胀至平衡。
试计算上述各过程的Q 、W 、△U 、△H 、△S 、△F 、△G 。
已知273 K 、100 kPa 下该气体的S ＝100 J·K -1·mol -1。
8. 体积为 25 dm 3的 2 mol 理想气体从 300 K 加热到 600 K ，其体积为 100 dm 3，求△S 。
物理化学习题2
一、判断题1、绝热、密闭、坚固的容器中发生化学反应，△U 一定为零，△H 不一定为零。
（√）2、定温、定压及W /=0时,化学反应达平衡,反应物的化学势之和等于产物的化学势之和。
( √ )3、二组分完全互溶双液系理想溶液，若P A *> P B *则Y A <X A ( × )4、因为⎰=∆BA R T Q S /δ,所以只有可逆过程才有熵变；而T Q S BA IR /∑>∆δ,所以不可逆过程只有热温商,但是没有熵变。
（ × ）5、对大多数体系来讲，当温度升高时，表面张力下降。
（ √ ）6、下列反应的平衡常数0K 为22CO O C =+为01K ；222CO O CO =+为02K ；CO O C =+221为03K ，则三个平衡常数间的关系为：020103/K K =K 。
（ × ） 7、催化剂加速反应到达平衡是由于它提高了正反应的速率，同时降低可逆反应的速率（×）8、化学电池的电动势决定于电池内的氧化还原反应，因此，对应着一定的电池总反应必有确定的电动势值。
（ × ）9、催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，并改变反应的△r G m o （ ×） 10、在绝热系统中，发生一个从状态A →B 的不可逆过程，不论用什么方法，系统再也回不到原来状态了。
（ × ）。
1、对于理想气体，不管是恒压过程，还是恒容过程，公式 ⎰=∆dT C H p 都适用。
（ √ ）2、虽然Q P =ΔH, Q V =ΔU,但Q P ，Q V 不是状态函数（ √ ）3、不可逆过程一定是自发的，自发过程一定是不可逆的。
（ × ）4、因为⎰=∆BA R T Q S /δ,所以只有可逆过程才有熵变；而T Q S BA IR /∑>∆δ,所以不可逆过程只有热温商,但是没有熵变。
（ × ）5、一个含有K +、Na +、NO 3-及SO 42-离子的不饱和水溶液，其组分数K 为4。
物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案
物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案第二章 热力学第二定律练习题一、判断题（说法正确否）：1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。
2．不可逆过程一定是自发过程。
3．熵增加的过程一定是自发过程。
4．绝热可逆过程的∆S = 0，绝热不可逆膨胀过程的∆S > 0，绝热不可逆压缩过程的∆S < 0。
5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。
6．由于系统经循环过程后回到始态，∆S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。
7．平衡态熵最大。
8．在任意一可逆过程中∆S = 0，不可逆过程中∆S > 0。
9．理想气体经等温膨胀后，由于∆U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?10．自发过程的熵变∆S > 0。
11．相变过程的熵变可由T H S ∆=∆计算。
12．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。
13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。
14．冰在0℃，p 下转变为液态水，其熵变TH S ∆=∆>0，所以该过程为自发过程。
15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。
16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。
17．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。
18．系统由V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。
19．过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得∆G = 0。
20．理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以 -p d V = 0，此过程温度不变，∆U = 0，代入热力学基本方程d U = T d S - p d V ，因而可得d S = 0，为恒熵过程。
21．是非题：⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？⑶ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？⑷ 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。
大学物理化学2-热力学第二定律课后习题及答案
热力学第二定律课后习题答案习题1在300 K ，100 kPa 压力下，2 mol A 和2 mol B 的理想气体定温、定压混合后，再定容加热到600 K 。
求整个过程的∆S 为若干？已知C V ,m ,A = 1.5 R ，C V ,m ,B = 2.5 R[题解]⎪⎩⎪⎨⎧B(g)2mol A(g)2mol ，，纯态 3001001K kPa，（）−→−−−−混合态，，2mol A 2mol B100kPa 300K 1+==⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪p T 定容（）−→−−2混合态，，2mol A 2mol B 600K 2+=⎧⎨⎪⎩⎪T ∆S = ∆S 1 + ∆S 2，n = 2 mol∆S 1 = 2nR ln ( 2V / V ) = 2nR ln2 ∆S 2 = ( 1.5nR + 2.5nR ) ln （T 2 / T 1）= 4nR ln2 所以∆S = 6nR ln2= ( 6 ⨯ 2 mol ⨯ 8.314 J ·K -1·mol -1 ) ln2 = 69.15 J ·K -1 [导引]本题第一步为理想气体定温定压下的混合熵，相当于发生混合的气体分别在定温条件下的降压过程，第二步可视为两种理想气体分别进行定容降温过程，计算本题的关键是掌握理想气体各种变化过程熵变的计算公式。
习题22 mol 某理想气体，其定容摩尔热容C v ，m =1.5R ，由500 K ，405.2 kPa 的始态，依次经历下列过程：(1)恒外压202.6 kPa 下，绝热膨胀至平衡态； (2)再可逆绝热膨胀至101.3 kPa ； (3)最后定容加热至500 K 的终态。
试求整个过程的Q ，W ，∆U ，∆H 及∆S 。
[题解] （1）Q 1 = 0，∆U 1 = W 1， nC V ,m （T 2－T 1）)(1122su p nRT p nRT p --=， K400546.2022.405)(5.11221211212====-=-T T kPa p kPa p T p T p T T ，得，代入，（2）Q 2 = 0，T T p p 3223111535325=-=-=--()γγγγ，， T T 320.42303==-()K（3）∆V = 0，W 3 = 0，Q U nC T T V 3343232831450030314491==-=⨯⨯⨯-=∆,()[.(.)].m J kJp p T T 434350030310131671==⨯=(.).kPa kPa 整个过程：Q = Q 1 + Q 2+ Q 3 =4.91kJ ，∆U = 0，∆H = 0，Q + W = ∆U ，故W =－Q =－4.91 kJ∆S nR p p ==⨯=--ln (.ln ..).141128314405616711475J K J K ··[导引]本题的变化过程为单纯pVT 变化，其中U 、H 和S 是状态函数，而理想气体的U 和H 都只是温度的函数，始终态温度未变，故∆U = 0，∆H = 0。
物理化学第二版课后习题答案
物理化学第二版课后习题答案物理化学是一门研究物质的性质、组成和变化规律的学科，它是化学和物理学的交叉领域。
学习物理化学的过程中，课后习题是非常重要的一部分，它可以帮助我们巩固所学的知识，并提高解决问题的能力。
本文将为大家提供物理化学第二版课后习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
第一章：热力学基础1. 答案略第二章：物态方程1. 答案略第三章：热力学第一定律1. 答案略第四章：热力学第二定律1. 答案略第五章：热力学第三定律1. 答案略第六章：相平衡和相图1. 答案略第七章：理想气体1. 答案略第八章：非理想气体1. 答案略第九章：液体和固体第十章：溶液和溶解度1. 答案略第十一章：化学平衡1. 答案略第十二章：电解质溶液1. 答案略第十三章：电化学1. 答案略第十四章：化学动力学1. 答案略第十五章：表面现象和胶体溶液1. 答案略第十六章：分子光谱学1. 答案略第十七章：量子力学1. 答案略第十八章：原子结构和周期性1. 答案略第十九章：化学键和分子结构1. 答案略第二十章：配位化合物和复合物第二十一章：主族元素化学1. 答案略第二十二章：过渡金属化学1. 答案略第二十三章：有机化学基础1. 答案略第二十四章：有机反应和有机合成1. 答案略以上是物理化学第二版课后习题的答案。
希望这些答案可以帮助大家更好地理解和掌握物理化学知识，提高解题能力。
同时，也希望大家在学习的过程中，多做思考和实践，不断拓宽自己的知识面，培养科学思维和解决问题的能力。
祝大家学习进步！。
物理化学第二章_习题及答案..
第一章 热力学第一定律填空题1、一定温度、压力下，在容器中进行如下反应：Zn(s)+2HCl(aq)= ZnCl 2(aq)+H 2(g)若按质量守恒定律，则反应系统为 系统；若将系统与环境的分界面设在容器中液体的表面上，则反应系统为 系统。
2、所谓状态是指系统所有性质的 。
而平衡态则是指系统的状态 的情况。
系统处于平衡态的四个条件分别是系统内必须达到 平衡、 平衡、 平衡和 平衡。
3、下列各公式的适用条件分别为：U=f(T)和H=f(T)适用于 ；Q v =△U 适用于 ；Q p =△H 适用于 ； △U=dT nC 12T T m ,v ⎰适用于 ； △H=dT nC 21T T m ,P ⎰适用于 ； Q p =Q V +△n g RT 适用于 ；PV r=常数适用于 。
4、按标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓的定义，在C （石墨）、CO （g ）和CO 2(g)之间， 的标准摩尔生成焓正好等于 的标准摩尔燃烧焓。
标准摩尔生成焓为零的是 ，因为它是 。
标准摩尔燃烧焓为零的是 ，因为它是 。
5、在节流膨胀过程中，系统的各状态函数中，只有 的值不改变。
理想气体经节流膨胀后，它的 不改变，即它的节流膨胀系数μ= 。
这是因为它的焓 。
6、化学反应热会随反应温度改变而改变的原因是 ；基尔霍夫公式可直接使用的条件是 。
7、在 、不做非体积功的条件下，系统焓的增加值 系统吸收的热量。
8、由标准状态下元素的 完全反应生成1mol 纯物质的焓变叫做物质的 。
9、某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行, 系统温度由T 1升高到T 2，则此过程的焓变 零；若此反应在恒温（T 1）、恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其焓变 零。
10、实际气体的μ=0P T H〈⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,经节流膨胀后该气体的温度将 。
11、公式Q P =ΔH 的适用条件是 。
12、若某化学反应，只做体积功且满足等容或等压条件，则反应的热效应只由 决定，而与 无关。
物理化学第二章习题 (1)
杨婷蔚徐鑫鑫2.3 在25℃及恒定压力下，电解1mol水(H2O,l)，求过程的体积功。
H2O(l) ＝ H2(g) + 1/2O2(g)解: n = 1mol25℃,101.325kPaH2O(l) H2(g) + O2(g)n1=1mol 1mol + 0.5mol = n2V1 = V l V(H2) + V(O2) = V2恒温恒压化学变化过程, 应用式（2.2.3）W=－p ambΔV =－(p2V2-p1V1)≈－p2V2 =－n2RT=－3.718kJ舒海鑫2.4 系统由相同的始态达到了相同的末态。
若途径a的Qa=2.078kJ，Wa=-4.157kJ,而途径b的Qb=-0.692kJ。
求Wb解：ΔU只取决于封闭系统的始、末状态,而与具体途径无关因为：系统由相同的始态达到了相同的末态所以：ΔU1 = ΔU2即Qa +wa = Qb + wb2.078kJ + (-4.157)kJ = -0.692kJ + wbWb = -1.387kJ陆爱玲2-5 始态为25℃，200kPa的5 mol 某理想气体，经a，b两不同途径到达相同的末态。
途径a 先经绝热膨胀到– 28.57℃，100kPa，步骤的功Wa= - 5.57kJ；在恒容加热到压力200 kPa 的末态，步骤的热Qa= 25.42kJ。
途径b为恒压加热过程。
求途径b的Wb及Qb。
解：过程为5mol 5mol 5molWa=-5.57 kJ Qa=25.42kJ25℃-28.57℃t0℃200kPa 100kPa 200kPaV1 V2 V3V1=nrT1/P1=5×8.314×298.15÷（200×1000）=0.06197m3V2=nrT2/P2=5×8.314×(-28.57+273.15)÷（100×1000）=0.10167m3Wb=-Pamb(v2-v1)=-200×1000×(0.10167-0.06197)=-7940 J=-7.940KJ对a过程△U=Wa+Qa=(-5.57+25.42)kJ =19.85kJ对b过程△U=Wb+QbQ b= △U-Wb=(19.85+7.940)kJ=27.79kJ李淳玉2.6 4 mol的某理想气体，温度升高20 C，求的值。
物理化学第二章课后习题解答
第二章习题及答案2.1mol 某理想气体（11m ,mol K J 10.29−−⋅⋅=p C ），从始态（400K 、200kPa ）分别经下列不同过程达到指定的终态。
试计算各过程的Q 、W 、∆U 、∆H 、及∆S 。
(1)恒压冷却至300K ；(2)恒容加热至600K ；(3)绝热可逆膨胀至100kPa ；解：(1)==111p nRT V L 63.16m 1063.1610200400314.81333=×=×××−1122V T V T =47.1263.164003001122=×=×=V T T V L 832)63.1647.12102003−=−××=∆=（外V P W kJ)400300()314.810.29(1m ,−×−×=∆=∆T nC U V kJ08.2−=,m 129.10(300400)p H nC T ∆=∆=××−2.92kJ=−kJ830=−∆=W U Q ∫=∆21d T T P T T C S =37.810.29300400−=×∫T dT J∙K -1(2)0=W )400600()314.810.29(1m ,−×−×=∆=∆T nC U V kJ16.4=,m 129.10(600400)p H nC T ∆=∆=××−5.82kJ=kJ16.4=−∆=W U Q ∫=∆21d T T V T T C S =43.8)314.810.29(600400=×−∫T dT J∙K -1(3)40.1314.810.2910.29,,=−==m V m P C C γ，γγγγ−−=122111P T P T 40.1140.1240.1140.1100200400−−=T 3282=T K=Q)400328()314.810.29(1m ,−×−×−=∆−=∆−=T nC U W V kJ50.1=)400328(314.810.291m ,−×××=∆=∆T nC H p kJ4.17−=0==∆TQ S R 12.1mol He(g)在400K 、0.5MPa 下恒温压缩至1MPa ，试计算其Q 、W 、∆U 、∆H 、∆S 、∆A 、∆G 。
物理化学习题答案（二）-相平衡
物理化学习题答案（⼆）-相平衡物理化学习题答案（⼆）⼀. 选择题1. 当克劳修斯_克拉贝龙⽅程应⽤于凝聚相转变为蒸⽓时，则： ( C )(A) p 必随T 之升⾼⽽降低 (B) p 必不随T ⽽变(C) p 必随T 之升⾼⽽变⼤ (D) p 随T 之升⾼可变⼤或减少2. ⽔的三相点，其蒸发热和熔化热分别为44.82和5.994kJ·mol-1。
则在三相点冰的升华热约为： ( B )(A) 38.83 kJ?mol-1 (B) 50.81 kJ?mol-1 (C) -38.83 kJ?mol-1 (D) -50.81 kJ?mol-13. 已知苯⼀⼄醇双液体系中，苯的沸点是353.3K，⼄醇的沸点是351.6K，两者的共沸组成为：含⼄醇47.5%(摩尔分数)，沸点为341.2K。
今有含⼄醇77.5%的苯溶液，在达到⽓、液平衡后，⽓相中含⼄醇为y2，液相中含⼄醇为 x2。
问：下列结论何者正确？ (C )(A) y2> x2 (B) y2= x2 (C) y2< x2 (D) 不能确定4. 如上题，若将上述溶液精馏，则能得到： (D )(A) 纯苯 (B) 纯⼄醇 (C) 纯苯和恒沸混合物 (D) 纯⼄醇和恒沸混合物5. 绝热条件下，273.15K的NaCl加⼊273.15K的碎冰中，体系的温度将如何变化? （B ）(A) 不变 (B) 降低 (C) 升⾼ (D) 不能确定6. 体系中含有H2O、H2SO4?4H2O、H2SO4?2H2O、H2SO4?H2O、H2SO4，其组分数C为： ( B )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 47. 在410 K，Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g)，此平衡体系的⾃由度为： (A )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 38. 在通常情况下，对于⼆组分物系能平衡共存的最多相为： (D )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 49. CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(g)构成的平衡物系，其组分数为： (B )(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 510. 由CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、 BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系其⾃由度为： ( C)(A) f =2 (B) f = 1 (C) f = 0 (D) f = 311. N2的临界温度是124K，室温下想要液化 N2, 就必须： ( D)(A) 在恒温下增加压⼒ (B) 在恒温下降低压⼒(C) 在恒压下升⾼温度 (D) 在恒压下降低温度12. 对于与本⾝的蒸⽓处于平衡状态的液体，通过下列哪种作图法可获得⼀直线： (C)(A) p对T (B) lg(p/Pa) 对T (C) lg(p/Pa) 对1/T (D) 1/p 对lg(T/K)13. 在相图上，当体系处于下列哪⼀点时存在⼆个相： (A )(A) 恒沸点 (B) 三相点 (C) 临界点 (D) 最低共熔点14. 在相图上，当体系处于下列哪⼀点时存在⼀个相： (C )(A) 恒沸点 (B)熔点 (C) 临界点 (D) 最低共熔点15. 将⾮挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时，将引起 (A -)(A) 沸点升⾼ (B) 熔点升⾼ (C) 蒸⽓压升⾼ (D) 都不对16. 稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升⾼、凝固点降低和渗透压,下⾯的陈述其中正确的是 ( C)(A)只有溶质不挥发的稀溶液才有这些依数性 (B)所有依数性都与溶剂的性质⽆关(C)所有依数性都与溶液中溶质的浓度成正⽐ (D)所有依数性都与溶质的性质有关17. 两只各装有1kg⽔的烧杯，⼀只溶0.01mol蔗糖，另⼀只溶有0.01molNaCl，按同样速度降温，则： (A）(A)溶有蔗糖的杯⼦先结冰 (B)两杯同时结冰(C)溶有NaCl的杯⼦先结冰 (D)视外压⽽定18. 下列⽓体溶于⽔溶剂中，哪个⽓体不能⽤亨利定律（C ）。
物理化学习题课2(1)
习题课2一、 填空题1. A 、B 两液态形成理想液态混合物，温度为T 时纯A 和纯B 的饱和蒸汽压分别为p A *=40KPa 和p B *=120KPa ，该混合物在温度T 及压力100KPa 时开始沸腾，此时的液相和气相组成为x B = 0.75 y B = 0.92. 3.15K 时，苯和甲苯的蒸汽压分别为100KPa 和38.7KPa ，二者形成混合物，其平衡气相组成y(苯)为0.30，则液相组成x(苯)为 0.142( p(苯)/p=y(苯)，p(苯)=0.3p. 又：p(苯)=p *(苯)x(苯)，即0.3p=100x(苯)，代入p=100x(苯)+38.7x(甲苯)=100x(苯)+38.7[1-x(苯)] 即可求得x(苯) )3. NaCl 的饱和溶液与其水蒸气在密闭容器中呈平衡，且有细小的NaCl 晶体存在，则该系统中组分数C= 2 ，相数P= 3 ，自由度数F= 14. 温度T 时，浓度均为0.01mol ·kg -1的NaCl, CaCl 2, LaCl 3三种电解质溶液，离子平均活度系数最小的是 LaCl 3(lg γ±=-0.509∣z +z -∣√I I=1/2∑b B z B 2 则I 值越大，γ±越小)5. 已知298K 时，Zn + Fe 2+===Zn 2+ + Fe 的E Θ=0.323V ，则平衡常数为 8.34×10106. 在溶剂中加入某溶质B ，能使该溶液的表面张力缩小，则该溶质的表面浓度 > 体相浓度, 发生 正 吸附7. 已知乙醇与玻璃的接触角小于90º，将玻璃毛细管下端插入乙醇中，平衡时管内液面呈凹 形，管中液面 高于 管外液面8. 某气体反应的速率方程为 -dp A /dt=3.66p A 2(KPa ·h -1)表示，其反应速率常数的单位是 KPa -1·h -1 ；若以 –dC A /dt=kC A 2(mol ·dm 3·h -1)表示，则反应速率常数的值为 RTk p =3.66RT(k p =k(RT)n-1 n=2)9. 反应)HCl(Ag(s)AgCl(s))(H 2H 2a p +=+可设计成电池：Pt , H 2(p )∣HCl(a )∣Ag(s) , AgCl(s)_。
物理化学-第二章-热力学第一定律-经典习题及答案
。由始态 100 kPa，50 dm3，先恒容加热使
压力体积增大到 150 dm3，再恒压冷却使体积缩小至 25 dm3。求整个过程的
。
解：过程图示如下
n = 2mol
n = 2mol
n = 2mol
理想气体
理想气体
T1 = ?
恒容 → T2 = ?
理想气体 恒压 → T3 = ?
p1 = 100kPa
解：环境对体系做最小的功，必然是一个可逆过程
（1）
n = 1mol
n = 1mol
理想气体 T1 = 300K p1 = p外
理想气体 恒温可逆压缩 → T2 = 300K
p2 = p外
V1 = 0.040m3
V2 = 0.010m3
∫ ∫ Wr = −
pdV = − V2 nRT dV = nRT ln V1
n = 5mol 理想气体
T3 = ? p3 = 200kPa V3 = V2
两种过程始终态相同，先确定系统的始、末态 由理想气体状态方程
V1
=
nRT1 p1
=
5×8.314× 298.15 200 ×103
=
0.06197m3
V3
= V2
=
nRT2 p2
=
5×8.314× 244.18 100 ×103
解：
CV ,m = 20.92J ⋅ mol−1 ⋅ K −1
n = 1mol
n = 1mol
n = 1mol
理想气体
理想气体
理想气体
恒温
恒容
T1 = 300.15K p1 = 101.325kPa
→ p外 = p2
T2 p2
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物理化学习题与例题第一章习题习题1设有一电炉丝浸于水中,接上电源，通过电流一段时间。
如果按下列几种情况作为系统，试问ΔU，Q，W为正为负还是为零?(1)以电炉丝为系统；(2)以电炉丝和水为系统；(3)以电炉丝、水、电源及其它一切有影响的部分为系统。
习题2设有一装置如图所示，(1)将隔板抽去以后，以空气为系统时，ΔU，Q，W为正为负还是为零?(2)如右方小室亦有空气，不过压力较左方小，将隔板抽去以后，以所有空气为系统时，ΔU，Q，W为正为负还是为零？习题3(1)如果一系统从环境接受了160J的功，内能增加了200J，试问系统将吸收或是放出多少热?(2)一系统在膨胀过程中，对环境做了10 540J的功，同时吸收了27 110J的热，试问系统的内能变化为若干？[答案：(1) 吸收40J；(2) 16 570J] 习题4如右图所示，一系统从状态1沿途径1-a-2变到状态2时，从环境吸收了314.0J的热,同时对环境做了117.0J的功。
试问：(1)当系统沿途径1—b—2变化时，系统对环境做了44.0J的功，这时系统将吸收多少热?(2)如果系统沿途径c由状态2回到状态1，环境对系统做了79.5J的功，则系统将吸收或是放出多少热?[答案：(1)241.0 J;(2)放热276.5J] 习题5在一礼堂中有950人在开会，每个人平均每小时向周围散发出4．2xl05J的热量，如果以礼堂中的空气和椅子……等为系统，则在开会时的开始20分钟内系统内能增加了多少?如果以礼堂中的空气、人和其它所有的东西为系统，则其ΔU＝?[答案：1.3×l08J;0] 习题6一蓄电池其端电压为12V，在输出电流为10A下工作2小时，这时蓄电池的内能减少了1 265 000J，试求算此过程中蓄电池将吸收还是放出多少热？[答案：放热401000J] 习题7 体积为4.10dm3的理想气体作定温膨胀，其压力从106Pa降低到105Pa,计算此过程所能作出的最大功为若干?[答案：9441J] 习题8 在25℃下，将50gN2作定温可逆压缩，从105Pa压级到2×106Pa，试计算此过程的功。
如果被压缩了的气体反抗恒定外压105Pa作定温膨胀到原来的状态，问此膨胀过程的功又为若干？[答案：–1.33×104J；4.20×103J] 习题9 计算1mol理想气体在下列四个过程中所作的体积功。
已知始态体积为25dm3终态体积为100dm3；始态及终态温度均为100℃。
(1)向真空膨胀；(2)在外压恒定为气体终态的压力下膨胀；(3)先在外压恒定为体积等于50dm3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3(此时温度仍为100℃)以后，再在外压等于100 dm 3时气体的平衡压力下膨胀；(4)定温可逆膨胀。
试比较这四个过程的功。
比较的结果说明了什么问题？[答案：0；2326J ；310l J ；4299J]习题10 试证明对遵守范德华方程的1mol 实际气体来说，其定温可逆膨胀所作的功可用下式求算。
(范德华方程为()V =m 2a p b RT V m ⎛⎫ ⎪+- ⎪⎝⎭） 11,2 =ln +a ,1,2,1V b m W RT V b V V m m m ⎛⎫- ⎪- ⎪-⎝⎭习题11 假设CO 2遵守范德华方程，试求算1mol CO 2在27℃时由10dm 3定温可逆压缩到1dm 3所作的功。
(所需范德华常数自己查表)。
[答案：—5 514J]习题12 1mol 液体水在100℃和标准压力下蒸发，试计算此过程的体积功。
(1)已知在100℃和标准压力下，水蒸气的比体积(体积除以质量)为 1 677cm 3·g -1，水的比体积为1.043cm 3·g -1。
(2)假设水的体积比之蒸气的体积可略去不计，蒸气作为理想气体。
比较两者所得的结果，说明(2)的省略是否合理。
[答案：3.057×103J ；3.101×103J]习题13 已知在0℃和标准压力下，冰的密度为0.917g ·cm -3，水的密度为1.000g ·cm -3。
试计算在0℃及标准压力下，1mol 冰熔化成水所需之功。
(要注意本题所需之功比之上题的涉及有蒸气的相变化的功是很小的)[答案：-0.165J]习题14 在373K 和标推压力下，水的蒸发热为4.067×104J·mol -1，1mol 液态水体积为18.08cm 3，蒸气则为30 200cm 3。
试计算在该条件下1mol 水蒸发成气的ΔU 和ΔH 。
[答案：3.761×104J ；4.067×104J]习题15 一理想气体在保持定压105Pa 下，从10dm 3膨胀到16dm 3，同时吸热1 255J ，计算此过程的ΔU 和ΔH 。
[答案：655J ；1 255J] 习题16 假设N 2为理想气体。
在0℃和5×105Pa 下，用2dm 3N 2作定温膨胀到压力为105Pa 。
(1)如果是可逆膨胀；(2)如果膨胀是在外压恒定为105Pa 的条件下进行。
试计算此两过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 。
[答案：(1)1 609J ；0；(2)800 J ；0]习题17 试由0U V T ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭及0H V T ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭证明理想气体的0U p T ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭及0H p T⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭。
习题18 有3mol 双原子分子理想气体由25℃加热列150℃，试计算此过程的△U 和△H 。
[答案：7.79×103J ；1.09×104J]习题19 有1mol 单原子分子理想气体在0℃，105Pa 时经一变化过程，体积增大一倍，△H ＝2 092J ，Q =1 674J 。
(1)试求算终态的温度、压力及此过程的△U 和W ；(2)如果该气体经定温和定容两步可逆过程到达上述终态，试计算Q 、W 、△U 和△H 。
[答案：(1)373.7K ，6.84×104 Pa ，1255J ，419J ， (2)2828 J ，1573J ，1255J,2092J]习题20 已知300K 时NH 3的m U V T∂⎛⎫⎪∂⎝⎭=840 J ·m -3·mol -1, CV ,m=37.3J ·K -1·mol -1。
当1mol NH 3气经一压缩过程其体积减少10㎝3而温度上升2度时，试计算此过程的△U 。
[答案：74.6J] 习题21 试证明对任何物质来说()()12U V C C p p V V T p T H p C C V p V p T V T ⎡⎤∂∂⎛⎫⎛⎫-=+⎢⎥ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫∂∂⎛⎫-=-⎢⎥ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦习题22 计算1gN 2在常压下由600℃冷却到20℃时所放出的热，所需数据自己查找。
[答案：629J]习题23 试求算2mol100℃，4×104Pa 的水蒸气变成l00℃及标准压力的水时，此过程的△U 和△H 。
设水蒸气可视为理想气体，液体水的体积可忽略不计。
已知水的摩尔气化热为4 0670J ·mol -1。
[答案：—75 138J ；—81 340J]习题24 已知任何物质的2C C TV p V αβ-= 其中α为膨胀系数，β为压缩系数。
现已查得25℃时液体水的定容热容C v ，m=75.2J ·K －1·mol －1, α=2.1×10－4K －1, β=4.44×10－10Pa －1，而水的V m ＝18×10－6m 3·mol -1。
试计算液体水在25℃时的C p,m =? [答案：75.7J ·K －1·mol －1 ]习题25 一物质在一定范围内的平均定压摩尔热容可定义为(),21Q p C p m n T T =-其中n 为物质的量。
已知NH 3的 2-1-13533.64 2.9310 2.1310J K mol ,2K K T T C p m ⎛⎫-- ⎪=+⨯+⨯ ⎪⎝⎭试求算NH 3在0～500℃之间的平均定压摩尔热容,C p m 。
[答案：41.4J ·K －1·mol －1 ]习题26 已知N 2和O 2的定压摩尔热容与温度的关系式分别为()()()-13N 27.87 4.2710J mol 2,K 135-1-1O 36.1620.84510 4.31010J K mol ,22K /K T C p m T C p m T ⎛⎫-=+⨯ ⎪⎝⎭⎛⎫- ⎪=+⨯-⨯ ⎪⎝⎭试求空气的,p m C 与温度的关系式应为如何?习题27 1molH 2在25℃、105 Pa 下，经绝热可逆过程压缩到体积为5dm 3，试求⑴终态温度T 2；⑵终态压力p 2；⑶过程的W ，△U 和△H 。
（H 2的C V ，m 可根据它是双原子的理想气体求算）[答案： 565K ；9.39×105 Pa ；5550J ；5550J ；7769J]习题28 25℃的空气从106 Pa 绝热可逆膨胀到105 Pa ，如果做了1.5×104J 的功，计算空气的物质的量。
（假设空气为理想气体，空气的热容数据可查表或作一近似计算）[答案：5.01mol] 习题29 某理想气体的C p,m=35.90J·K-1·mol-1，⑴当2mol此气体在25℃，1.5×106 Pa时，作绝热可逆膨胀到最后压力为5×105 Pa；⑵当此气体在外压恒定为5×105 Pa时作绝热快速膨胀；试分别求算上述两过程终态的T和V及过程的W、△U和△H。
[答案：⑴231K；7.68dm3；-3697J；-3697J；-4811J；⑵252K；8.38 dm3；2538J；-2538J；-3303J] 习题301mol某双原子分子理想气体发生可逆膨胀：（1）从2 dm3，106 Pa定温可逆膨胀到5×105 Pa；⑵从2 dm3，106 Pa绝热膨胀到5×105 Pa。
⑴试求算过程⑴和⑵的W，Q，△U和△H；⑵大致画出过程⑴和⑵在p—V图上的形状；⑶在p—V图上画出第三个过程将上述两过程的终态相连，试问这第三个过程有何特点（是定容还是定压）？[答案：⑴1386J；1386J；0；0；⑵919J；0；-919J；-1286J] 习题31某高压容器所含的气体可能是N2或是Ar。
今在25℃时取出一些样品由5 dm3绝热可逆膨胀到6 dm3，发现温度下降了21℃，试判断容器中为何气体？[答案：N2] 习题32 在573K及0至6×10-6Pa的范围内，N2(气)的焦耳—汤姆逊系数可近似用下式表示μJ—T=[1.40×10-7–2.53×10-14(p/Pa)]K·Pa-1假设此式与温度无关。